Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Konsentrasi: c = n/V
Perbandingan mol: gunakan koefisien persamaan reaksi yang setara
Pereaksi pembatas: zat yang habis lebih dulu
Rendemen persen: aktual / teoretis × 100%

Metode

Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
Ubah kembali ke massa dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, cari pereaksi pembatas dulu.

Molaritas & pengenceran

Molaritas: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Metode

Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
Ubah volume ke liter.
Molaritas c = n/V dalam mol/L.
Pada pengenceran, jumlah mol tetap: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas ideal

Hukum gas ideal: pV = nRT
Konstanta gas: R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15

Kalorimetri & entalpi

Kalor: q = m·c·ΔT
Air: c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimeter: kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Entalpi reaksi: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Kesetimbangan kimia

Tetapan kesetimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Tabel ICE: Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

Tulis K_c sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Periksa apakah x cukup kecil untuk pendekatan; jika tidak, selesaikan persamaan kuadratnya.

pH & larutan penyangga

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asam lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Larutan penyangga: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂

Metode

Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
Asam lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu: ln(C_A/C_A0) = −kt
Waktu paruh (orde satu): t_½ = ln 2/k
Orde dua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang

16 g Na dan 10 g Cl₂ bereaksi menurut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapa massa m NaCl yang dapat terbentuk?

M(Na) = 22,99M(Cl₂) = 70,9M(NaCl) = 58,44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 6 g C₆H₁₂O₆ bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 2,49 g CO₂. Tentukan rendemen persen Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180,16 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molaktual: 2,49 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 250 mL larutan 0,5 mol/L dan memiliki larutan stok 3 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0,5 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 250 mL larutan 2 mol/L dicampur dengan 500 mL larutan 0,3 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Berapa volume V yang ditempati 160 g N₂ pada 550 kPa dan 30 °C? Anggap sebagai gas ideal.

m = 160 gM = 28,01 g/molP = 550 kPaT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas idealSulit

Sejumlah tetap Ar berubah dari 100 kPa, 20 L, 40 °C menjadi 150 kPa dan 60 °C. Cari volume baru V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 20 LT₁ = 40 °CP₂ = 150 kPaT₂ = 60 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 100 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 190 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 16 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 400 gT_water = 16 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 g C₂H₅OH (M = 46,07 g/mol) terbakar sempurna: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277,7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,8 mol/L H₂ dan 0,8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Tentukan konsentrasi saat setimbang [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,8 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,2 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 1 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0,2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam format 0,05 mol/L (Ka = 0,00018).

c = 0,05 mol/LKa = 0,00018

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam asetat dan 0,15 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,01 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,01 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde dua (−r_A = k·C_A²) memiliki k = 0,02 L/(mol·min) dan konsentrasi awal 0,2 mol/L. Cari waktu paruh pertamanya t_½.

k = 0,02 L/(mol·min)C_A0 = 0,2 mol/L

t_½ = min

14.Kinetika reaksiSulit

Reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,005 s⁻¹ pada 80 °C dan energi aktivasi 70 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponensial A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0,005 s⁻¹T = 80 °CE_a = 70 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 16,49 g

Stoikiometri: persamaan setara menghitung partikel, bukan gram. Ubah massa ke mol dengan n = m/M, gunakan koefisien persamaan sebagai perbandingan mol, lalu ubah kembali dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, pereaksi pembatas adalah yang habis lebih dulu dan menentukan banyaknya produk.

Mol setiap pereaksi

n(Na) = 16/22,99 = 0,696 mol

n(Cl₂) = 10/70,9 = 0,141 mol

Pereaksi pembatas

0,696/2 = 0,348, 0,141/1 = 0,141 → Cl₂

Massa produk

n(NaCl) = 0,141·2 = 0,2821 mol

m = 0,2821·58,44 = 16,49 g

Jawaban

m = 16,49 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 84,94 %

Hasil teoretis

n(C₆H₁₂O₆) = 6/180,16 = 0,0333 mol

m = 0,0333·2/1·44,01 = 2,931 g

Rendemen persen

Y = 2,49/2,931·100 = 84,94%

Jawaban

Y = 84,94%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 41,67 mL

Molaritas: konsentrasi c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pengenceran menambah pelarut tetapi tidak menambah zat terlarut, sehingga jumlah mol tetap sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Jika dua larutan dari zat terlarut yang sama dicampur, jumlah molnya dijumlahkan, demikian pula volumenya.

Volume larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0,5·250/3 = 41,67 mL

Jawaban

V₁ = 41,67 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,8667 mol/L

Jumlah total

n = 2·250 + 0,3·500 = 650 mmol

Konsentrasi campuran

c = 650/750 = 0,8667 mol/L

Jawaban

c = 0,8667 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: V = 26,18 L

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = 160/28,01 = 5,712 mol

T = 30 + 273,15 = 303,1 K

Volume

V = nRT/P = 5,712·8,314·303,1/550 = 26,18 L

Jawaban

V = 26,18 L

6.Hukum gas ideal

Jawaban: V₂ = 14,18 L

Hukum gas gabungan: untuk jumlah gas ideal yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 313,1 K, T₂ = 333,1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(100/150)·(333,1/313,1) = 14,18 L

Jawaban

V₂ = 14,18 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 24,86 °C

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Neraca kalor

100·0,897·(190 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89,7·190 + 1672·16)/(89,7 + 1672) = 24,86 °C

Jawaban

T_f = 24,86 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 741,6 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [2·(−393,5) + 3·(−285,8)] − [1·(−277,7) + 3·0] = −1367 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/46,07 = 0,5427 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0,5427·1367 = 741,6 kJ

Jawaban

q = 741,6 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [HI] = 1,247 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan konsentrasi pada saat setimbang. Tabel ICE (Awal, Perubahan, Kesetimbangan) menghubungkan jumlah awal dengan jumlah saat setimbang melalui satu variabel x, yang dikalikan dengan koefisiennya.

Rumus kesetimbangan

50 = (2x)²/(0,8 − x)²

Tarik akar kuadrat

7,071 = 2x/(0,8 − x) → x = 0,8·7,071/(2 + 7,071) = 0,6236 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[HI] = 2x = 1,247 mol/L

Jawaban

[HI] = 1,247 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [PCl₅] = 0,6417 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(1 − x) → x² + 0,2·x − 0,2 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,2))/2 = 0,3583 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[PCl₅] = 1 − 0,3583 = 0,6417 mol/L

Jawaban

[PCl₅] = 0,6417 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 2,536

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asam dan basa kuat terionisasi sempurna. Asam lemah hanya sebagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya mengikuti Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Kesetimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asam terionisasi.

Ka = x²/(0,05 − x) → x = 0,002911 mol/L

pH

pH = −log(0,002911) = 2,536

Jawaban

pH = 2,536

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,995

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,01 = 0,09 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,01 = 0,16 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,16/0,09) = 4,995

Jawaban

pH = 4,995

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t_½ = 250 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Waktu paruh orde dua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0,02·0,2) = 250 min

Jawaban

t_½ = 250 min

Setiap waktu paruh berikutnya dua kali lebih lama, karena C₀ telah menjadi setengahnya.

14.Kinetika reaksi

Jawaban: A = 1,13 × 10⁸ s⁻¹

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T = 80 + 273,15 = 353,1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 70000/(8,314·353,1) = 23,84

A = k·e^23,84 = 0,005·2,260 × 10¹⁰ = 1,13 × 10⁸ s⁻¹

Jawaban

A = 1,13 × 10⁸ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry